银河系包括银盘、银心、银晕、银冕、太阳系、银河系波浪。
银盘是银河系的主要组成部分，在银河系中可探测到的物质中，有九成都在银盘范围以内。银盘外形如薄透镜，以轴对称形式分布于银心周围，其中心厚度约1万光年，不过这是微微凸起的核球的厚度，银盘本身的厚度只有两千光年，直径近16万光年，总体上说银盘非常薄。
除了1千秒差距范围内的银核绕银心作刚体定轴转动外，银盘的其他部分都绕银心作较差自转，即离银心越远转得越慢。银盘中的物质主要以恒星形式存在，占银河系总质量不到10%的星际物质，绝大部分也散布在银盘内。星际物质中，除电离氢、分子氢及多种星际分子外，还有10%的星际尘埃，这些直径在1微米左右的固态微粒是造成星际消光的主要原因，它们大都集中在银道面附近。
由于太阳位于银盘内，所以我们不容易认识银盘的起初面貌。为了探明银盘的结构，根据20世纪40年代巴德和梅奥尔对旋涡星系M31（仙女星系）旋臂的研究得出了旋臂天体的主要类型，进而在银河系内普查这几类天体，发现了太阳附近的三段平行臂。由于星际消光作用，光学观测无法得出银盘的总体面貌。有证据表明，旋臂是星际气体集结的场所，因而对星际气体的探测就能显示出旋臂结构，而星际气体的21厘米射电谱线不受星际尘埃阻挡，几乎可达整个银河系。光学与射电观测结果都表明，银盘确实具有旋涡结构。
银盘主要由星族Ⅰ天体组成，如G～K型主序星、巨星、新星、行星状星云、天琴座RR变星、长周期变星、半规则变星等。
银河系的中心﹐即银河系的自转轴与银道面的交点。在星系的中心凸出部分，呈很亮的球状，直径约为两万光年，厚1万光年，这个区域由高密度的恒星组成，主要是年龄大约在100亿年以上老年的红色恒星。证据表明，在中心区域存在着一个巨大的黑洞，星系核的活动十分剧烈。
银心在人马座方向﹐1950年历元坐标为﹕赤经17° 42′ 29″﹐赤纬-28° 59′ 18″。
银心除作为一个几何点外﹐它的另一含义是指银河系的中心区域。太阳距银心约十千秒差距﹐位于银道面以北约八秒差距。银心与太阳系之间充斥著大量的星际尘埃﹐所以在北半球用光学望远镜难以在可见光波段看到银心。射电天文和红外观测技术兴起以后﹐人们才能透过星际尘埃﹐在2微米至73厘米波段探测到银心的信息。中性氢21厘米谱线的观测揭示﹐在距银心四千秒差距处有氢流膨胀臂﹐即所谓“三千秒差距臂”（最初将距离误定为三千秒差距﹐后虽订正为四千秒差距﹐但仍沿用旧名）。大约有1,000万个太阳质量的中性氢﹐以53km/秒的速度涌向太阳系。在银心另一侧﹐有大体同等质量的中性氢膨胀臂﹐以135km/秒的速度离银心而去。它们应是1000万～1500万年前以不对称方式从银心抛射出来的。在距银心300秒差距的天区内﹐有一个绕银心快速旋转的氢气盘﹐以70～140千米/秒的速度向外膨胀。盘内有平均直径为30秒差距的氢分子云。
在距银心70秒差距处﹐有激烈扰动的电离氢区﹐以高速向外扩张。现已得知﹐不仅大量气体从银心外涌﹐而且银心处还有一强射电源﹐即人马座A﹐它发出强烈的同步加速辐射。甚长基线干涉仪的探测表明﹐银心射电源的中心区很小﹐甚至小于十个天文单位﹐即不大于木星绕太阳的轨道。12.8微米的红外观测资料指出﹐直径为1秒差距的银核所拥有的质量﹐相当于几百万个太阳质量﹐其中约有100万个太阳质量是以恒星的形式出现的。银心区有一个大质量致密核﹐或许是一个黑洞。流入致密核心吸积盘的相对论性电子﹐在强磁场中加速﹐产生了同步加速辐射。
关于银心的最新观测表明，银河系的最核心部位基本 上全部是由白矮星组成的，数量则至少在10万颗上下。而和心中的核心，则是由大约70颗较大的白矮星组成的。至于如何观测到更多的内容，科学家表示，需要靠下一代观测设备，比如 NASA 正在建设的 James Webb 号天文望远镜来完成了。
银河晕轮弥散在银盘周围的一个球形区域内，银晕直径约为9.8万光年，这里恒星的密度很低，分布着一些由老年恒星组成的球状星团。有人认为，在银晕外面还存在着一个巨大的呈球状的射电辐射区，叫做银冕，银冕至少延伸到距银心100千秒差距或32万光年远。
银河系被直径约30千秒差距的银晕笼罩。银晕中最亮的成员是球状星团。
在天文学中，冕指天体周围的气体包层，这种天体大气最外层的灼热气体很像人们头上带的一顶帽子，裹住星星光华的“圆脸”，冕这个字最初是指古代帝王头上带的一种帽子（礼帽），而天空的这种热气体看起来也像一顶帽子，所以人们就称这种气体叫银冕。太阳的冕是人们所熟知的日冕，恒星的冕称作星冕。
太阳系位于一条叫做猎户臂的旋臂上，距离银河系中心约2.64万光年，逆时针旋转，绕银心旋转一周约需要2.2亿年。
太阳系位于猎户座旋臂靠近内侧边缘的位置上，在本星际云（Local Fluff）中，距离银河中心7.94±0.42千秒差距我们所在的旋臂与邻近的英仙臂大约相距6,500光年（通过测定离地球约6370光年的一个大质量分子云核的距离得出）。我们的太阳系，正位于所谓的银河生命带。
太阳运行的方向，也称为太阳向点，指出了太阳在银河系内游历的路径，基本上是朝向织女，靠近武仙座的方向，偏离银河中心大约86度。太阳环绕银河的轨道大致是椭圆形的，但会受到旋臂与质量分布不均匀的扰动而有些变动，我们当前在接近近银心点（太阳最接近银河中心的点）1/8轨道的位置上。
太阳系大约每2.25～2.5亿年在轨道上绕行一圈，可称为一个银河年，因此以太阳的年龄估算，太阳已经绕行银河20～25次了。太阳的轨道速度是217km/秒，换言之每8天就可以移动1个天文单位，1400年可以运行1光年的距离。
科学家利用斯隆数字巡天的测光和光谱数据，对银河系的银盘进行了研究。结果颠覆了教科书上银河系的形象，表明银盘存在波浪状的结构，并且银盘的尺寸也可能比传统认为的更大。
传统观点认为，银河系的银盘应该是一个平滑的盘，从银心向外密度呈指数下降，而且在银盘的上下两侧（或者说南北两侧），密度应该是镜像对称的。2002年，美国伦斯勒理工学院的海蒂·纽伯格及其同事发现，在银盘的最外侧边缘存在恒星密集分布的团块，这一成团子结构被称为麒麟座星环。后来，其他天文学家又在麒麟座星环以外发现了另一个类似的子结构，被称为三角座－仙女座星流。
一个研究团队对2002年斯隆数字巡天的观测数据作了进一步分析，发现了另外两个类似子结构存在的迹象。这另外两个子结构位于麒麟座星环和我们的太阳之间。离太阳最近的子结构，距离银心大约3万光年，银盘以北的恒星密度超出预期；另一个子结构距离银心大约4万～4.5万光年，银盘以南的恒星密度超出预期。
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